Virtusphere - комплекс погружающей виртуальной реальности

Virtusphere (Виртусфера) – это аппаратно-программный комплекс для полного погружения человека в виртуальную реальность. Аппаратная часть представляет собой сферу большого диаметра, помещенную на специальную платформу. Сфера может вращаться вокруг своего центра в любом направлении. Пользователь может ходить или бегать внутри сферы в любом направлении на любые расстояния в виртуальном пространстве.

Мы сотрудничаем с разработчками Виртусферы - Virtusphere., Inc. Мы занимаемся внедрением комплекса и предлагаем различные решение на его базе в зависимости от потребностей заказчика.

Передача данных о направлении вращения сферы происходит с помощью специальных датчиков. С помощью шлем-дисплея пользователь видит трехмерное пространство виртуальной реальности. Взаимодействие пользователя с виртуальной средой осуществляется с помощью специального манипулятора.
Внутри сферы располагается специальная подвижная платформа, позволяющая начинающему пользователю осуществлять балансировку во время перемещения.
Перемещение пользователя в виртуальной среде осуществляется посредством естественного физического опыта: ходьбы или бега.
Наша компания совместно с производителем Virtusphere, Inc. занимается внедрением комплекса, а также разработкой программного обеспечения для ее совместимости с существующими продуктами.

Основные компоненты комплекса:

  • Сфера является основным элементом комплекса. Изготавливается из пластика, элементы сферы имеют специальную ячеистую структуру, что снижает общий вес комплекса. Имеет простую сборную/разборную конструкцию. В движение приводится с помощью ног пользователя. После начала хождения/бега сфера начинает вращаться в нужном направлении. Остановка сферы осуществляется путем уменьшения скорости ходьбы или бега.
  • Колесная платформа обеспечивает вращение сферы в любом направлении. Не имеет активных моторов для осуществления движения сферы.
  • Подвижная внутренняя платформа используется для обеспечения балансировки начинающего пользователя. Препятствует падению пользователя внутри сферы во время движения. При необходимости на платформе также может располагаться компьютер, к которому подключается шлем-дисплей и дополнительное оборудование.
  • Датчик движения сферы обеспечивает определение направлений перемещения X и Y, в которых перемещается пользователь.
  • Шлем-дисплей используется для визуализации трехмерного пространства, в котором перемещается пользователь. Поддерживается 3д режим. Шлем оснащен датчиком вращения (в зависимости от комплектации, датчик может также осуществлять определение небольших перемещений по осям XYZ внутри сферы).
  • Манипулятор обеспечивает взаимодействие пользователя с виртуальной реальностью. Он оснащен набором кнопок, а также датчиками вращения/перемещения.
  • Набор дополнительных датчиков поставляется в дополнительной комплектации для захвата движения частей тела пользователя внутри сферы, например, руки или ноги.

Варианты размещения компьютерного оборудования:

  • За пределами сферы – в этом случае внутри сферы пользователь использует беспроводные шлем-дисплей, манипулятор и при необходимости дополнительные датчики.
  • Внутри сферы – все оборудование размещено на подвижной платформе внутри сферы.

Преимущества системы:

  • Используется естественный опыт человека для взаимодействия с виртуальной реальностью – ходьба/бег;
  • на небольшом физически реальном пространстве (12 м2) человек может преодолевать огромные расстояния в виртуальном пространстве (десятки и более километров);
  • использование шлема-дисплея с высоким разрешением или 3д режимом позволяет погрузить пользователя в любое виртуальное окружение – от развлекательной игры до серьезного симулятора или тренажера;
  • поддержка большого количества датчиков позволяет практически полностью погрузить человека в виртуальное пространство;
  • сетевой режим – взаимодействие двух и более сфер в виртуальном пространстве (режим работы в рамках одного приложения, либо клиент-серверная архитектура);
  • возможность отрабатывать индивидуальные навыки и групповое взаимодействие при выполнении задач в опасной обстановке, без опасности для жизни;
  • комплекс быстро собирается/разбирается (около 4-5 часов 2 человека);
  • транспортировка комплекса в разобранном виде не требует много места;
  • при демонстрациях в публичных местах 100% привлекает к себе внимание.

Области применения:
Виртусфера может применяться как в серьезных проектах (военные симуляторы и тренажёры), так и в развлекательных (игры, выставки). Возможные области применения и целевые рынки:

  • отработка чрезвычайных ситуаций:
    • военные силы;
    • полиция;
    • пожарные службы;
    • службы безопасности;
  • тренажерные системы и симуляторы:
    • сухопутные военные силы;
    • надводный и подводный флот;
    • атомные станции;
    • заводы;
  • развлечения:
    • игры;
    • корпоративы;
    • выставки/шоу;
    • телевидение/реклама;
  • культура и образование в электронном виде:
    • музеи;
    • туризм;
    • образовательные программы;
  • медицина;
    • реабилитация;
    • исследование влияния физических нагрузок;
    • оздоровительный фитнес.

Программное обеспечение:

  • Программная библиотека для разработчиков - используется для встраивания в приложения и работы с данными об ориентации от измерительных устройств системы.
  • Тестовое программное обеспечение для визуализации движения – используется для визуализации движения человека в виртуальном пространстве и взаимодействия его с виртуальной средой через манипулятор с датчиками.
  • Сервер VRPN - используется для совместимости с существующими приложениями виртуальной реальности.
  • Пакет совместимости с игровым движком Unity3D – используется для быстрого встраивания комплекса в игровые проекты на движке Unity3D. Данный пакет совместимости позволяет визуализировать отслеживаемые перемещения человека в виртуальном пространстве, повороты его головы, рук, ног и других частей тела, а также технических устройств с помощью датчиков.
  • Клиент для виртуальных миров Second Life и Opensim – клиент с поддержкой протокола VRPN для перемещения аватара по виртуальному миру, а также его управления с помощью носимых измерительных устройств.
  • Программное обеспечение для перевода вращения в стандартные движения компьютерной мыши и клавиатуры – используется для совместимости комплекса с популярными компьютерными играми.

Технические характеристики:

  • Сфера:
    • материал: ABS пластик или поликарбонат;
    • цвет: черный или прозрачная;
    • диаметр: 3 метра;
  • колесная платформа:
    • изготавливается из алюминия;
  • подвижная внутренняя платформа:
    • изготавливается из алюминия;
  • датчик движения сферы:
    • определение перемещения по координатным осям X и Y;
  • шлем-дисплей:
    • Oculus Rift DK1 (разрешение 1280×800) или DK2 (Full HD);
    • Sony HMZ (разрешение 1280 x 720);
    • датчик вращения (3 DoF) или датчик вращения/перемещения (6 DoF);
    • возможны как проводной вариант шлема, так и беспроводной;
  • манипулятор:
    • 4 кнопки;
    • датчик вращения (3 DoF) или датчик вращения/перемещения (6 DoF);
  • набор дополнительных датчиков:
    • датчики вращения/перемещения для захвата движения 3 DoF или 6 DoF;
  • вес сферы: 240 кг.
  • площадь для работы в собранном виде: 12 м2;
  • ограничение веса пользователя в сфере из ABS пластика: 100 кг;
  • ограничение веса пользователя в сфере из поликарбоната: 114 кг;
  • транспорт для перевозки: минивэн.